“반도체 수율 못 잡으면 한국은 ‘AI 식민지’ 된다”... 전 국민이 지불할 ‘지능 세금’의 공포

반도체 공정의 미세화가 2나노미터라는 신의 영역에 진입하면서, 전 세계는 전례 없는 기술적 절벽 앞에 섰다. 이제 반도체는 단순히 전자기기의 부품이 아니라 인류가 고도의 인공지능을 소유할 수 있는지 결정하는 “최후의 입장권”이 되었다. 하지만 이 입장권의 가격이 천정부지로 치솟으며, 인공지능이 가져올 혜택이 오직 극소수에게만 허락되는 “지능의 양극화” 시대가 열리고 있다.
최근 반도체와 인공지능 첨단 기술 분야의 글로벌 업계 동향과 전문 매체들의 분석을 종합하면 2나노 공정의 수율 확보는 “반도체 역사상 가장 가혹한 시험대”로 평가받는다. 웨이퍼 한 장에서 정상적인 제품을 얼마나 건져내는지를 뜻하는 수율이 80퍼센트를 넘지 못한다면, 인공지능 칩의 가격은 일반 대중이 감당할 수 없는 수준으로 폭등하게 된다. 이는 곧 경제력에 따라 지능을 구독하는 수준이 달라지는 새로운 계급 사회의 서막이다.


반도체 업계에서 수율 10퍼센트대는 “재앙”과 다름없다. 웨이퍼 한 장에서 건질 수 있는 칩이 열 개 중 하나뿐이라는 것은 나머지 아홉 개의 실패 비용을 고스란히 독자가 지불해야 한다는 뜻이기 때문이다. 생산 단가가 기하급수적으로 치솟으면서 최첨단 인공지능 칩 한 개의 가격이 웬만한 중형차 한 대 값과 맞먹는 상황이 현실화되고 있다. 결국 “수율 전쟁의 패배는 곧 지능의 대중화 포기”를 의미하며, 이는 인공지능 시장을 소수의 부유한 기업과 국가만이 향유하는 폐쇄적 구조로 변질시키고 있다.

2나노 이하 공정에서 마주한 가장 큰 물리적 장벽은 전자가 벽을 뚫고 지나가는 “양자 터널링” 현상이다. 전기를 마음대로 다룰 수 없게 되면서 발생하는 누설 전류와 발열을 잡기 위해 천문학적인 연구 비용이 투입되고 있다. 이 물리적 한계를 극복하기 위해 도입된 GAA와 같은 차세대 구조는 제조 공정을 극도로 복잡하게 만들었고, 이는 다시 “지능의 원자재 가격”을 밀어 올리는 결과를 낳았다. 결국 돈 있는 자들만이 최신 공정의 인공지능을 독점하는 “지능의 인플레이션”이 시작된 셈이다.


하지만 거인들은 지능의 독점을 방관하지 않는다. 삼성전자는 2나노 공정의 수율 한계를 돌파하기 위해 인공지능이 스스로 공정 오류를 잡아내는 스마트 팹 시스템을 풀가동하고 있으며, 특히 지능의 대중화를 위해 성능과 가격의 균형을 맞춘 “보급형 AI 가속기” 라인업을 강화하는 “AI 칩 민주화 전략”에 사활을 걸었다. TSMC 역시 2026년까지 2나노 수율을 70퍼센트 이상으로 끌어올리기 위해 “AI 기반 자동 공정 제어 시스템”을 도입, 인간의 한계를 넘는 정밀도로 지능의 생산 원가를 낮추려 하고 있다. 이들이 벌이는 수율 싸움은 단순히 기업의 이익을 넘어, 평범한 시민들이 저렴한 비용으로 인공지능을 누릴 수 있는 “지능의 주권”을 향한 처절한 사투다.


반도체 가격의 폭등은 고스란히 클라우드 서비스 비용으로 전가된다. 내 아이가 학교에서 사용하는 인공지능 학습 도구의 성능이 부모의 월급에 따라 결정되는 시대가 오고 있다. 초고성능 인공지능 비서를 거느린 아이와 저성능 무료 모델에 의존하는 아이 사이의 학습 효율 격차는 과거의 고액 과외보다 훨씬 더 극명한 “디지털 계급 격차”를 만들어낼 것이다. 지능의 근간인 반도체가 부의 대물림을 고착화하는 가장 강력한 수단으로 전락하고 있다.

삼성전자와 TSMC가 벌이는 수율 전쟁은 단순한 기업 간의 순위 싸움이 아니다. 자국 기업이 수율 확보에 실패하여 지능의 주권을 잃게 된 국가는 비싼 가격에 인공지능을 수입해야 하는 “AI 속국”으로 전락할 위험이 크다. 화이트칼라 투자자들과 학부모들이 오늘의 반도체 수율 지표에 주목해야 하는 이유는 그것이 기업의 실적을 넘어 “우리 아이들이 살아갈 미래의 신분증”을 결정하는 성적표이기 때문이다. 인공지능 시대의 빈곤은 이제 단순히 배고픔의 문제가 아니라 “지능에 접근할 권리”를 박탈당하는 것을 의미한다.


이교관 글로벌이코노믹 기자 yijion@g-enews.com